TA15钛合金超塑成形/扩散连接的可行性研究

采用厚度为2、4 mm的TA15钛合金板材,通过超塑成形/扩散连接的方法制备TA15钛合金重要承力壁板。经宏观及显微镜观察、超声波无损检测发现,该壁板质量良好。制备与超塑成形/扩散连接壁板的材质、厚度、成形工艺及成形过程完全一致的试验件,考核其拉伸性能、疲劳性能、剪切性能。结果表明,采用该种工艺制造的TA15钛合金壁板的力学性能满足设计要求,同时也指出TA15钛合金超塑成形/扩散连接的工艺参数有待进一步优化。     

钛合金超塑成形/扩散连接的数值模拟及工艺研究

利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟.通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础.经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形,θ=900 ℃、p=2.5 MPa、t=790 s;扩散连接,θ=900 ℃、p=3.0 MPa、t=80 min. 钛合金TC4;超塑成形/扩散连接(SPF/DB);数值模拟;工艺研究     

钛合金超塑成形／扩散连接技术在飞机结构上的应用

70年代初发展起来的钛合金超塑成形／扩散连接技术,即SPF/DB(SuperplasticFormingandDiffusionBonding)技术,利用社合金在特定的显微组织、温度及拉伸量下,其延伸率超过100％,甚至可达1000％的特性,进行超塑成形;在同等条件下,通过原子间相互扩散而起到连接作用。由于超塑成形与扩散连接外部条件一致,SPF与DB组合即SPFQB技术．铁合金起塑成形在超塑温度和专用的SPFpB机床上,用惰性气体,将工件在封闭的模具内吹塑成形．利用SPFDB技术,可以克服钛合金冷加工工艺性差、成形困难的缺点,成形出整体的无连接件形状复杂的…     

钛合金三维点阵结构制备工艺与压缩性能研究

提出了一种钛合金三维点阵夹层结构制备方法,采用超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)制备了金字塔型、四面体型、X型三维点阵夹层结构,在SPF/DB制备工艺中,采用的是五层板材,四层超塑成形工艺,成形出的结构是三层夹层结构,其中扩散连接工艺为:920℃/2 MPa/2 h,超塑成形工艺为:920℃/2 MPa/2 h。通过压缩试验测试了不同点阵结构类型、单元尺寸、点阵层数的压缩性能,并进行了对比分析。研究表明,钛合金三维点阵结构在压缩变形机制主要包括:弹性变形、弹性屈曲、塑性屈曲、筋条断裂,这些变形机制导致点阵结构的压缩曲线呈现应力波动的特征。四面体点阵结构具有最高的抗压强度,金字塔型点阵结构具有最高的抗压模量,X型点阵结构的抗压强度最小,抗压模量居中。随着单元尺寸和点阵层数的增加,钛合金三维点阵的抗压强度和抗压模量迅速降低。     

钛合金二层板结构超塑成形/扩散连接试验研究

采用超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺对TC4钛合金二层板结构进行制备。对TC4钛合金试样进行超塑拉伸试验研究,确定了温度900℃和应变速率9.8×10~(-4)s~(-1)为最佳超塑成形的工艺参数,并计算得出本构方程中的应变速率敏感指数m=0.57,K=998.5。利用MSC.MARC软件对试验件的成形过程进行有限元模拟分析,获得了优化的压力-时间加载曲线。模拟结果显示板料在拐点圆角处最薄,且最大减薄率为42.5%,最大成形气压为2.0 MPa;在T=900℃和6)ε=9.8×10~(-4)s~(-1)下,加载优化的压力-时间曲线,成功进行了TC4二层板结构SPF/DB成形试验。最后对试验件进行了表面质量检查和扩散连接位置显微组织观察分析,结果显示:钛合金二层板的试验件的整体成形效果良好,试验件表面没有出现凹坑缺陷的现象,加强筋超塑成形完全;扩散连接情况良好,界面无明显缺陷,连接处实现了可靠的冶金连接。证明了所述工艺方案成形二层板结构件的可行性。     

钛合金超塑板制备研究进展

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术为钛合金在航空航天领域的应用打开了一条通道,该技术的发展也对所需的钛合金超塑板提出了更高的要求。介绍了国内外在TC4钛合金超塑板、新型钛合金低温超塑板和新型短时高温钛合金超塑板方面的研究进展。指出,我国经过三十多年的持续技术攻关和应用经验积累,钛合金超塑板的生产技术水平基本与国际先进水平同步,尤其是自主研发的特种轧制技术,能够有效控制钛合金超塑性板材的晶粒度和各向异性,保证后续SPF/DB工艺的需要。最后对我国钛材研发企业提出了几点建议,指出了未来钛合金超塑板研究的工作重点。     

扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展

扩散连接技术是一种缺陷少、精密度高的固相连接技术.扩散连接技术在钛合金加工中的应用一定程度上解决了钛合金加工难的问题.在简要介绍扩散连接技术及钛合金加工现状的基础上,综述了扩散连接技术在钛合金加工中的应用及研究进展,包括钛合金与不锈钢的扩散连接、钛合金与陶瓷材料的扩散连接、TC4(Ti-6Al-4V)钛合金的扩散连接与超塑成型/扩散连接(SPF/DB)以及TA15钛合金的扩散连接.归纳总结了国内外学者的研究成果,对影响扩散连接质量的3个主要因素温度、压力和时间进行了对比分析,为最佳工艺参数的选择提供了参考,指出了目前需要解决的问题和发展方向.     

超塑性在钛合金压力加工和焊接方面的应用

简要介绍了超塑性在压力加工方面以及相变超塑性在焊接方面的应用。重点介绍了超塑性成形和超塑性成形/扩散焊接技术在钛合金上的应用、超塑成形模具材料选择的原则、以及提高SPF部件性能的措施。     

BTi -62421S高温钛合金超塑成形与焊接工艺研究

设计了新型高温钛合金BTi - 62421S舵面模拟件超塑成形模具,结合超塑成形与几种典型焊接技术,研究了激光焊、滚焊等焊接方法对超塑成形的影响,最终研制出钛合金舵面模拟件超塑成形零件.结果表明采用激光焊与滚焊工艺都能很好地保证两层钛合金板气密性要求,激光焊接工艺效率更高、表面质量更好,选择适当的激光焊接工艺参数可获得...     

含预置块的TA15钛合金四层板SPF/DB试验研究

对含有预置块的TA15钛合金四层板主承力件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)试验研究。首先对TA15钛合金进行超塑拉伸试验研究,确定930℃和应变速率5.25×10~(-4)s~(-1)为最佳成形工艺参数。根据含预置块的TA15四层板成形特点,使用最佳工艺参数对面板和芯板的超塑成形过程进行了模拟。结果显示,面板在凸台圆角处最薄;芯板在十字筋圆角处最薄;并获得了超塑成形的理论压力加载曲线。然后,分析了预置块的准确定位、成形气路设计及止焊剂涂敷和四层板毛坯加工基准3个主要难点,并提出了解决措施。最后,在温度930℃,使用修正的压力加载曲线,进行了含预置块的TA15四层板SPF/DB试验。成形件成形质量检测结果表明:四层板贴模,只在工艺补充面附近出现沟槽,X光分析内部加强筋除工艺补充面部分位置外均形成直立筋格;成形件典型部位连接处的金相检测结果表明:板料成形后为均匀的柱状晶粒组织,晶粒尺寸大小约为15μm;预置块与板料接头连接界面无明显缺陷,仅能从晶粒形状判断连接界面。研究结果证明了所述工艺方案成形含预置块四层板主承力件的可行性。     

TC4钛合金工艺进展

文章总结了近年来针对TC4钛合金的成分开发,并进一步围绕TC4钛合金论述了增材制造、超塑成形、粉末冶金、精密铸造等近净成型技术的研究进展。     

我国成功“打印”C919飞机钛合金部件

我国应用具有自主知识产权的特色新技术——激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。作为C919飞机机翼关键部件之一的中央翼缘条长达3m,是一种大型钛合金结构件。然而,我国现有的制造能力无法满足国产大飞机对中央翼缘条的需求,如果向国外采购,势必会影响大飞机的国产化率。西北工业大学（以下简称西工大）凝固技术国家重点实验室作为我国3D打印技术研发最出色的单位之一,与中国商用飞机有限公司合作,成功利用“激光立体成形”的3D打印技术,通过激光融化金属粉末,成功“打印”制造了长达3m的C919飞机钛合金部件。     

钛合金成形技术与应用

钛合金因其优异的性能成为高端装备零部件的优选结构材料，但钛合金属于难变形合金，成形加工困难，因此成形技术是产品加工的主要技术瓶颈。主要介绍了冷冲压成形技术、超塑成形技术、旋压成形技术、热推制成形技术、热模锻成形技术的特点，以及利用这些技术制备的不同形状、规格及品种的钛合金复杂零部件。指出了钛合金成形技术亟需解决的问题：提高加工效率，降低生产成本。传统加工成形工艺与大数据人工智能及数值模拟预测等新技术深度融合，将是钛合金成形技术的发展方向。     

γ-TiAl基合金超塑扩散连接实验与理论的研究

介绍了超塑扩散连接在γ—TiAl合金中的应用，总结并评述了近年来γ—TiAl基合金超塑扩散连接的最新实验与理论研究结果，认为超塑扩散连接对于γ—TiAl基合金是一种极具应用潜力的连接方法。经激光表面处理后，可降低γ-TiAl基合金超塑扩散连接的温度和时间。改进的超塑扩散连接的理论计算，可用于γ-TiM基合金超塑扩散连接工艺参数的优化。     

钛合金等温锻造技术研究进展

等温锻造技术是国际上一种先进的近成形／近净成形工艺，本文重点介绍了钛合金等温锻造技术的特点、工艺设计、模具设计与制造以及钛合金等温锻造技术的应用现状和发展前景。     

紧固件用高强度钛合金的发展

1前言近代航空和航天系统的机械连接以钛代钢的趋势已非常明显，不仅钛结构，许多铝结构和复合材料的连接也都大量采用钛合金紧固件．钦合金紧固件的优势之一是减重效果非常好．如波音747飞机紧固件以钛代钢后，其结构重量减轻1814kgt俄罗斯的伊尔一96飞机一架用14．2万件，城重gnkg我国航空、航天系统钛合金紧固件的使用也取得了明显的减重效果．这样的减重效果对飞机和航天器提高推力、增加射程、节省燃料、减少发射费用等方面都会产生巨大的技术经济效益．钛合金优异的治蚀性能，特别是它的正电位性能恰好与碳纤维复合材相匹配，有效地防…     

易加工钛合金

日本NKK公司制成了两种新型钛合金,一种是超塑成形SP—700钛合金,另一种是冷成形CF—800钛合金.这两种钛合金都具有良好的加工性能.最常见的钛合金,如钛—铝—钒合金(6%的铝和4%的钒),只能在900℃左右时才能达到超塑性;在超塑成形后,在室温条件下,其强度会下降,同时要求高温的模具材料价格昂贵,使用寿命短.     

钛在牙科材料上的应用

对钛及钛合金作为生物硬组织替代材料进行了大量的研究。作为牙科材料正在探讨钛在镶嵌体、齿冠、桥接材、义牙床、人工牙根等植入材方面的应用。日本还积极研究钛的精密铸造牙科制品。日本工业技术院名古屋技术研究所正致力于钛作为牙科材料的应用研究。主要进行钛整体义牙床等的超塑成形、利用超塑性使羟基磷灰石粒子与钛合金的接合以及 Ti- Si,Ti- B等合金的开发等。1　钛合金整体义牙床的超塑成形　　该研究所对铸造装置、失蜡材等进行了改进 ,用失蜡精密铸造法进行了钛修补用品的试制 ,但对义牙床 ,要求其轻量薄壁 ,而且其形状要与每…     

γ-TiAl基合金与异种合金扩散连接研究

主要对采用扩散连接（DB）或超塑扩散连接（SPF／DB）的方法，实现TiAl合金与异种合金（Ti-6Al-4V、40Cr钢和Ni基合金）固态连接的研究进行评述，探讨了连接工艺对连接界面显微组织及其连接件性能的影响。研究结果表明，扩散连接（或超塑扩散连接）能实现TiAl合金与异种合金高质量的连接。而扩散连接过程中，在扩散层产生的脆性相是导致焊件断裂发生在界面处的主要原因。采用中间层可有效避免脆性相的生成，而采用激光表面快凝处理，在拟连接表面获得细晶组织，可在较低温度下实现TiAl合金与异种合金的超塑扩散连接。     

硬铝LY11的SPF/DB工艺研究和机理探讨

采用浸镀金属锌对预处理后的硬铝ＬＹ１１合金加以表面改性；在大气环境、无中间层合金的条件下进行了超塑成形／扩散连接（ＳＰＦ／ＤＢ）工艺的研究，并对其机理进行了初步探讨。结果表明：在４７０℃、３６００ＭＰａ、４ｈ下，进行ＳＰＦ／ＤＢ工艺效果最佳。其扩散连接机理为：通过原子扩散实现连接界面的迁移；回复和再结晶引起原始连接界面的消失。